Cimentacion-a-base-de-pilotes-de-friccion

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FES Aragón
FES Aragón
 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
 ARAGÓN. 
 
 
 
 “CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN.” 
 
 
 
 T E S I S 
 
 QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 
 I N G E N I E R O C I V I L 
 P R E S E N T A: 
 VICTOR MANUEL VILLANUEVA SILVA 
 
 
 ASESOR DE TESIS: 
 ING. GABRIEL RUÍZ GONZÁLEZ 
 
 
MÉXICO 2012 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
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“GRACIAS” 
 
 
DEDICADA ESPECIALMENTE A MIS PADRES: 
 
ALFREDO VILLANUEVA ÁLVAREZ Y DELFINA SILVA GALLEGOS 
QUE GRACIAS A SUS SACRIFICIOS HICIERON POSIBLE ESTO, POR EL 
APOYO QUE SIEMPRE ME HAN BRINDADO Y SOBRE TODO POR LA 
CONFIANZA QUE SIEMPRE HAN TENIDO EN MÍ. 
 
 
CON CARIÑO PARA LAS PERSONAS QUE PASARON A HACER PARTE DE MI 
VIDA Y QUE TAMBIÉN SON PARTE DE ESTO. GRACIAS POR LA PACIENCIA 
QUE HAN TENIDO DURANTE ESTE TIEMPO. 
 
 
DE IGUAL MANERA AGRADEZCO A TODOS LOS AMIGOS Y PROFESORES, 
QUE A LO LARGO DE ESTE TIEMPO ME APOYARON EN MI FORMACIÓN 
DENTRO Y FUERA DE LA UNIVERSIDAD, HACIENDO DE MI UNA MEJOR 
PERSONA. 
 
 
PERO SOBRE TODO GRACIAS A DIOS. 
 
 
 
GRACIAS POR SIEMPRE: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
“POR MI RAZA HABLARA EL ESPÍRITU” 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
INTRODUCCIÓN. 
1.- OBJETIVO. 
2.- FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE CIMENTACIÓN. 
3.- CLASIFICACIÓN DE LAS CIMENTACIONES. 
4.-CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS. 
 
I.- GENERALIDADES. 
I.1.- GENERALIDADES. 
I.2- PILOTES DE MADERA. 
I.3.- PILOTES DE ACERO. 
I.4.- PILOTES DE CONCRETO. 
 
II.- CAPACIDAD DE CARGA EN LOS PILOTES DE FRICCIÓN. 
II.1.- FUNCIONAMIENTO GENERAL DE UN PILOTE BAJO CARGA. 
II.2.- PRUEBAS DE CARGA EN PILOTES. 
II.3.- CIMENTACIÓN CON PILOTES DE FRICCIÓN. 
II.4.- CAPACIDAD DE CARGA EN PILOTES DE FRICCIÓN. 
 
III.- HINCA DE PILOTES. 
III.1.- EQUIPO PARA HINCAR PILOTES. 
III.2.- CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES SEGÚN SU PROCESO 
CONSTRUCTIVO. 
III.3.- TIPOS DE PILOTES COLADOS EN EL LUGAR. 
III.4.- VENTAJAS, DESVENTAJAS Y DISEÑO ESTRUCTURAL. 
 
 
 
 
 
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IV.- FRICCIÓN NEGATIVA. 
IV.1.- FRICCIÓN NEGATIVA EN PILOTES DE PUNTA. 
IV.2.- FRICCIÓN NEGATIVA EN PILOTES DE FRICCIÓN. 
IV.3.- PILOTES DE CONTROL. 
 
 
V.-PROTECCIÓN DE LOS PILOTES. 
V.1.- PROTECCIÓN DE LOS PILOTES DE MADERA. 
V.2.- PROTECCIÓN DE LOS PILOTES DE CONCRETO. 
V.3.- PROTECCIÓN DE LOS PILOTES DE ACERO. 
 
VI.- CONCLUSIONES 
 
 
BIBLIOGRAFÍA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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“INTRODUCCIÓN” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
1.- OBJETIVO 
El objetivo principal de las cimentaciones es transmitir las cargas de una 
estructura a los estratos resistentes del subsuelo, en forma estable y con 
asentamientos tolerables durante su vida útil. 
 
 
2.- FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE CIMENTACIÓN. 
Con el propósito de definir el tipo de cimentación adecuado que cumpla con el 
objetivo mencionado anteriormente, es indispensable evaluar con precisión las 
cargas que se transmiten al subsuelo, realizar un estudio detallado de mecánica 
de suelos y escoger el proceso constructivo que técnica y económicamente sea 
el más viable. 
 
2.1.- Cargas 
Para el diseño de la cimentación de cualquier construcción, es necesario evaluar 
las acciones permanentes (incluyendo el precio propio), las acciones variables 
(incluyendo la carga viva), y las acciones accidentales (incluyendo sismo y viento), 
a las que se encontrara sometida. 
 
2.2.- Suelo 
El estudio del suelo en el que se apoyara una estructura es prioritario, ya que su 
resistencia y comportamiento ante cargas externas definirán el tipo de 
cimentación adecuado, que garantizara la estabilidad del sistema. 
 
El estudio de mecánica de suelos permitirá determinar la configuración y 
composición de los diferentes estratos, las propiedades índices y las propiedades 
mecánicas e hidráulicas del subsuelo. 
Esta información servirá de base para la correcta selección de los estratos de 
apoyo y de los elementos que transmitirán las cargas al subsuelo. 
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2.3.- Técnica y economía 
Al ser elegido un tipo de cimentación, es necesario definir el procedimiento 
constructivo que se aplicara considerando los recursos existentes, con el propósito 
de que su construcción sea viable, respetando las especificaciones geotécnicas y 
estructurales, considerando también que la solución sea económicamente 
aceptable y conduzca a tiempo de ejecución reales y convenientes, preservando 
constantemente la calidad de los elementos de cimentación. 
 
3.- CLASIFICACIÓN DE LAS CIMENTACIONES. 
Las cimentaciones pueden ser clasificadas de la siguiente manera: 
 
3.1.- Cimentaciones Superficiales 
Como su nombre lo indica, son aquellas que se construyen sobre estratos 
resistentes superficiales, donde por lo general no se requiere de maquinaria 
pesada ni procedimientos constructivos especiales. Las cimentaciones 
superficiales más comunes son las zapatas aisladas, las zapatas corridas y las 
losas. 
 
 
Cimentaciones superficiales 
 
 
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3.2.- Cimentaciones Compensadas. 
Se entiende por cimentación compensada aquellas en las que se busca reducir el 
incremento neto de carga aplicado al suelo mediante una excavación en donde 
se aloja un cajón de cimentación como se muestra en la figura siguiente. 
 
Cimentación con cajón 
 
Si la transmisión de carga neta al subsuelo en el desplante del cajón resulta 
positiva, nula o negativa, la cimentación se denomina parcialmente compensada, 
compensada o sobre compensada. 
Con el propósito de evitar que la estructura experimente asentamientos excesivos, 
es común que las cimentaciones parcialmente compensadas se combinen con 
pilotes de fricción como se muestra en la figura siguiente. 
 
 
 
 
 
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Cimentación parcialmente compensada 
Combinada con pilotes de fricción. 
 
3.3.-Cimentaciones Profundas. 
Son aquellas que alcanzan estratos profundos que tengan la capacidad de 
soportar las cargas adicionales que se aplican al subsuelo,utilizándose 
generalmente procedimientos constructivos y equipos especiales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.- CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES PROFUNDAS. 
Con el propósito de identificar los diferentes elementos de cimentaciones 
profundas, en este trabajo se propone clasificarlos considerando sus 
características y condiciones de trabajo. 
4.1.-Material de fabricación. 
Los materiales mas utilizados son los siguientes. 
a) Concreto 
 Elementos prefabricados 
Los elementos estructurales de cimentación profunda son fabricados 
en moldes, de acuerdo con las especificaciones, antes de ser 
instalados en el subsuelo. 
 Elementos colados en el lugar. 
El concreto es depositado directamente en perforaciones realizadas 
en el subsuelo, por lo que la cimentación es fabricada en el lugar 
donde quedara ubicada. 
 
b) Acero 
La capacidad de los perfiles de acero estructural en ocasiones es suficiente para 
transmitir las cargas a los estratos del suelo, siendo la sección H la más utilizada. 
 
c) Mixtos 
La combinación de materiales que con mayor frecuencia se especifica para la 
construcción de las cimentaciones profundas, es el concreto reforzado con acero, 
ya sea este ultimo de perfiles estructurales o de varillas de acero. 
 
d) Madera 
La madera ha dejado de emplearse como elemento de cimentación profunda, 
aunque en algunos trabajos se utiliza como cimentación provisional. 
 
 
 
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4.2.- Procedimiento constructivo. 
El procedimiento constructivo depende de las condiciones del subsuelo, de las 
especificaciones estructurales, así como de los recursos disponibles, pudiéndose 
clasificar considerando el desplazamiento del subsuelo generado durante la 
instalación de los elementos. 
 
a) Con desplazamiento: 
 Hincados a percusión, presión o vibración. 
Los elementos prefabricados, así como los perfiles, son instalados en el subsuelo 
sin realizar previamente una perforación, aplicándoles energía dinámica y presión 
en suelos blandos, y vibración en suelos predominantemente friccionantes. 
 
b) Con poco desplazamiento: 
 Hincado en una perforación previa. 
En el caso de que las características del subsuelo por su resistencia no permitan 
la instalación de los elementos de cimentación, se especifica una perforación 
previa a su hincado. 
 
 Hincado con chiflón 
El chiflón de agua es utilizado para hincar elementos precolados o de acero en 
suelos compuestos por arena suelta, la cual es transportada por el flujo al 
exterior. 
 
 Sección transversal pequeña. 
El instalar tubos y perfiles metálicos sin perforación previa, debido a su reducida 
área transversal provoca un desplazamiento del subsuelo en ocasiones 
imperceptibles. 
 
 
 
 
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c) Sin desplazamiento: 
Se considera que el subsuelo no registra desplazamiento, cuando el perímetro de 
la perforación previa circunscribe a la sección del elemento por instalar, o cuando 
los elemento son colados en el lugar. 
 
4.3 Transmisión de carga al subsuelo. 
La forma en que los pilotes transfieren las cargas al subsuelo, define el tipo de 
cimentación, clasificándose de acuerdo con el siguiente criterio. 
 
a) Carga vertical: 
 Punta 
La carga vertical es transmitida al estrato localizado en la punta de los elementos 
de cimentación profunda. 
 Fricción 
La transmisión de las cargas al subsuelo se desarrolla a través del contacto de los 
diferentes estratos con el fuste de los pilotes. 
 Mixta 
Se considera mixta la transferencia de la carga vertical descendente al subsuelo, 
cuando en el diseño de los elementos los esfuerzos son distribuidos en la punta y 
en el fuste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPITULO I 
“GENERALIDADES” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPITULO I 
1.1.-GENERALIDADES 
 
Los pilotes son considerados como material o elemento de una cimentación. 
Fundamentalmente son parte de la infraestructura. Pueden utilizarse para 
transmitir las fuerzas de la superestructura y las del resto de la infraestructura a 
través de suelos flojos inconsistentes, agua o aire hasta estratos mas inferiores 
que tengan capacidad de carga suficiente para soportar la estructura completa y 
todas las cargas que se espera irán aplicadas sobre la misma; o bien pueden 
utilizarse para repartir dichas cargas sobre un suelo relativamente flojo que 
atraviesan los suficiente para permitir soportar la estructura con seguridad. Son 
elementos esbeltos con sección transversal comprendida entre 0.30 y 1.00 m., 
pudiendo ser clasificados de la siguiente manera: 
 Según su forma de trabajo: de Punta, de Fricción y Mixtos. 
 Según el material con que puedan ser hechos: Madera, Acero, Concreto y 
Mixtos 
Pilotes de Punta: Son aquellos que funcionan principalmente como una columna 
que al soportar una carga sobre su extremo superior, desarrollan su capacidad de 
carga con apoyo directo sobre un estrato resistente, pudiendo desarrollarse una 
pequeña resistencia sobre la superficie del mismo. 
Pilotes de Fricción: Son aquellos que al estar soportando una carga sobre su 
cabeza dentro de un estrato profundo de suelo granular o coherente, desarrollan 
su resistencia por el rozamiento que se genera a lo largo de éste y el suelo que lo 
rodea. La rugosidad de la superficie del pilote puede ayudar en algo, pero tal 
parece que sus efectos son relativamente importantes, salvo en aquellos casos 
que se utilicen pilotes de madera sin descortezar. 
Pilotes Mixtos: Son aquellos elementos que utilizan las características de los de 
punta y de fricción. 
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Evidentemente los pilotes son miembros estructurales hechos de acero, concreto 
o madera y son usados para construir cimentaciones, cuando son profundas y 
cuestan más que las cimentaciones superficiales. A pesar del costo, el uso de 
pilotes es a menudo necesario para garantizar la seguridad estructural. La 
siguiente lista identifica algunas de las condiciones que se requieren para una 
cimentación a base de pilotes. 
 
1. Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente 
comprensibles y demasiado débiles para soportar la carga transmitida por 
la superestructura se usan pilotes para transmitir la carga al lecho rocoso 
o a una capa dura, como se muestra en la figura 1.1a. Cuando no se 
encuentra un lecho rocoso a una profundidad razonable debajo de la 
superficie del terreno los pilotes se usan para transmitir la carga estructural 
gradualmente al suelo. La resistencia a la carga estructural aplicada se 
deriva principalmente de la resistencia a fricción desarrollada en la interfaz 
suelo-Pilote (figura 1.1b). 
 
2. Cuando están sometidas a fuerzas horizontales (figura 1.1c), las 
cimentaciones con pilotes resisten por flexión mientras soportan a un la 
carga vertical transmitida por la superestructura. Este tipo de situación se 
encuentra generalmente en el diseño y construcción de estructuras de 
retención de tierra y en la cimentación de estructuras altas que están 
sometidas a fuerzas grandes de vientos y sísmicas. 
 
3. En muchos casos, suelos expansivos y colapsables están presentes en el 
sitio de una estructura propuesta y se extienden a gran profundidad por 
debajo de la superficie del terreno. Los suelos expansivos se hinchan y se 
contraen conforme el contenido de agua crecey decrece y su presión de 
expansión es considerable. 
 
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Si se usan cimentaciones superficiales en tales circunstancias, la estructura 
sufrirá daños considerables. Sin embargo, las cimentaciones con pilotes se 
consideran como una alternativa cuando estos se extienden mas allá de la 
zona activa de expansión y contracción (figura 1.1d). 
Los suelos como los constituidos por loess son de naturaleza colapsable 
cuando el contenido de agua de esos suelos aumenta, su estructura se 
rompe. Una disminución repentina de la relación de vacíos induce grandes 
asentamientos de las estructuras soportadas por cimentaciones 
superficiales. En tales casos, las cimentaciones con pilotes se usan con 
éxito si esos se extienden hasta las capas de suelos estables mas allá de 
la zona de cambio posible de contenido de agua. 
 
4. Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión, 
plataformas fuera de la costa y losas de sótanos debajo del nivel freático, 
están sometidas a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes 
para esas cimentaciones y así resistir las fuerzas de levantamiento (figura 
1.1e). 
 
5. Los estribos y pilas de puentes son usualmente construidos sobre 
cimentaciones de pilotes para evitar la posible perdida de capacidad de 
carga que una cimentación superficial sufriría por erosión del suelo en la 
superficie del terreno (figura 1.1f). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 1.1 Condiciones para el uso de cimentaciones con pilotes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I.2.- PILOTES DE MADERA 
 
En trabajos de construcción se usan diferentes tipos de pilotes, dependiendo del 
tipo de carga por soportarse, de las condiciones del subsuelo y de la localización 
del nivel freático. Los pilotes se dividen en las siguientes categorías: 
 
I. Pilotes de madera 
II. Pilotes de acero 
III. Pilotes de concreto 
IV. Pilotes compuestos 
 
PILOTES DE MADERA 
Hace siglos que los hombres emplearon troncos de madera cuyas ramas y 
corteza fueron cuidadosamente recortadas. La longitud máxima de la mayoría de 
los pilotes de madera es de entre 6 y 16 metros. Para calificar como pilote, la 
madera debe ser recta, sana y sin defectos. Los pilotes de madera se dividen 
principalmente en tres clases. 
 
1. Pilotes clase A que soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo del fuste 
debe ser de 14 pulgadas (356 mm). 
2. Pilotes clase B que se usan para tomar cargas medias. El diámetro mínimo 
del fuste debe ser entre 12 y 13 pulgadas (305-330mm). 
3. Pilotes clase C que se usan en trabajos provisionales de construcción. 
Estos se usan permanentemente para estructuras cuando todo el pilote 
esta debajo del nivel freático. el diámetro mínimo del fuste debe de ser de 
12 pulgadas (305mm). 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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En todo caso, la punta del pilote no debe tener un diámetro menor de 6 pulgadas 
(150mm). Las cabezas de los pilotes de madera probablemente se “astillaran”, si 
se les somete a una hinca dura; sus puntas pueden aplastarse cuando se hinca a 
través de materiales densos. Al hincar un pilote que no sea derecho es posible 
que se desvié de la posición en que se pretende situar y una hinca dura puede 
aplastarlo ya que los pilotes de madera no resisten altos esfuerzos al hincarse, si 
se encuentra alguna obstrucción se puede romper bajo el hincado normal como se 
muestra en la Fig. 1.2, cuando se rompe un pilote la penetración aumenta 
repentinamente, por lo tanto, su capacidad se limita a aproximadamente 25- 30 
toneladas. Se deben usar zapatas de acero para evitar daños en la punta del 
pilote. La parte superior de los pilotes de madera también podrían dañarse al ser 
hincados, para evitarlo se usa una banda metálica o un capuchón o cabezal. Debe 
evitarse el empalme en los pilotes de madera, particularmente cuando se espera 
que tomen cargas de tensión o laterales. Sin embargo si el empalme es 
necesario, este se hace usando manguitos de tubo (figura 1.3a) o soleras 
metálicas con tornillos (figura 1.3b). La longitud del manguito de tubo debe ser 
por lo menos de cinco veces el diámetro del pilote. Los extremos a tope deben 
cortarse a escuadra de modo que se tenga un contacto pleno entre las partes. 
Las porciones empalmadas deben recortarse cuidadosamente para que queden 
estrechamente ajustadas dentro de los manguitos o camisas de tubo. En el caso 
de soleras metálicas con tornillos, los extremos a tope deben también recortarse a 
escuadra y los lados de las porciones empalmadas deben ser recortadas planas 
para el buen asiento de las soleras. 
Los pilotes de madera permanecerán indefinidamente sin daño si están rodeados 
por suelo saturado. Sin embargo, en un ambiente marino, están sometidos al 
ataque de varios organismos y pueden ser dañados considerablemente en pocos 
meses. Cuando se localiza arriba del nivel freático, los pilotes son atacados por 
insectos. 
 
 
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Capacidad de carga admisible: los pilotes de madera funcionan bien por 
rozamiento; no son convenientes para trabajar por punta debido a que la 
resistencia a compresión de la madera es relativamente pequeña, las puntas 
tienen poco sección de apoyo. En los casos corrientes, un pilote de madera no 
deberá cargarse con mas de 30 a 40 toneladas en las mejores condiciones. 
 
 
 
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Fig. 1.2 Algunas formas de fallo en los pilotes de madera cuando se prosigue la 
hinca después de que han tropezado con un obstáculo. 
 
 
 
 
 
 
FIGURA1.3 Empalme de pilotes de madera: (a) uso de manguitos tubulares; 
(b) uso de soleras metálicas y tornillos. 
 
 
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Disponibilidad: Los arboles son un recurso renovable y pueden desarrollarse en 
muchas partes del mundo. Sin embargo, un árbol apropiado para un pilote largo 
puede que se requiera de setenta y cinco a cien años (o más) de crecimiento. 
Es difícil conseguir pilotes de madera que sean suficientemente largos y derechos. 
Suelen encontrarse en madera de pino de 9 a 15 y hasta 18 metros de longitud. 
 
Manejo: La ligereza y resistencia a flexión de los pilotes de madera facilitan su 
manejo. Además, su resistencia a tracción permite que puedan arrancarse 
fácilmente para utilizarlos de nuevo, otra de sus ventajas es la facilidad con que 
pueden cortarse y labrarse a pie de obra. 
 
Resistencia a flexión: Los pilotes de madera son relativamente flexibles y 
elásticos. Se deforman considerablemente, ofrecen gran resistencia lateral y 
vuelven de nuevo a su estado inicial, así pueden amortiguar el choque debido al 
abordaje de un barco. Esto constituye una gran ventaja en estructuras tales como 
muelles embarcaderos y postes de amarre. Para estos servicios, es difícil 
encontrar un sustitutivo de la madera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I.3.- PILOTES DE ACERO 
 
Estos pilotes son de secciones estructurales ligeras o pesadas dependiendo de la 
carga que transmitirán. Se pueden utilizar tubos de acero que pueden quedar 
huecos o rellenos con concreto, así como perfiles estructurales H; también se 
fabrican tubos de acero con una hélice soldada lateralmente, que se introduce a 
rotación. Sin embargo, se prefierenlos perfiles H por que los espesores de sus 
almas y patines son iguales. En las vigas de patín ancho y sección I, los 
espesores del alma son menores que los espesores de los patines. Los pilotes de 
vigas H se producen en cualquier longitud hasta 19.5m y se cotizan a un precio 
de base por libra. 
 
Entre las ventajas que ofrecen los pilotes metálicos pueden citarse que trabajan 
bien como pilares, que el acero es un material que resiste grandes esfuerzos, la 
facilidad y precisión con que se pueden alargar o recortar, que pueden atravesar 
obstáculos para penetrar hasta los materiales subyacentes y que resisten bien a la 
flexión. A un cuando son costosos, conviene disponer pilotes metálicos en los 
casos que se requieran dichas características. La Figura 1.4 muestra algunos 
detalles correspondientes a los pilotes metálicos de perfil H. 
La desventaja principal de estos pilotes es que son susceptibles a la corrosión, 
fenómeno que debe tomarse en cuenta especialmente en ambiente marino, que 
es en donde mas se utilizan, para protegerlos debidamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 1.4.- Detalles correspondientes a los pilotes metálicos de perfil H. 
 
 
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 25 
 
 
Carga admisible: Como anteriormente se ha dicho, la carga que admite un fuerte 
perfil metálico H es muy grande, siempre que no pandee. Sin embargo, cuando la 
carga no se transmite al pilote de un modo conveniente o si el apoyo no puede 
desarrollar la resistencia necesaria, su capacidad de carga puede quedar reducida 
en relación con esto, los croquis de la Figura 1.4 muestran algunos detalles que 
convienen tener en cuenta: 
 
 
a) Las placas soldadas B, o una serie de ellas, sirven para aumentar la 
eficacia del apoyo cuando el pilote ha de hincarse a través de terreno flojo 
hasta penetrar en arena o grava. Con ellas se consigue mayor capacidad 
de carga que la que admitiría el pilote trabajando solo por rozamiento de su 
superficie. Si las placas B son gruesas y las soldaduras suficientemente 
fuertes para resistir la hinca, resultaran muy eficaces en terrenos de grava. 
 
b) Las piezas de madera dura C constituyen un revestimiento que también 
sirve para aumentar la capacidad de carga de un pilote. La resistencia de 
aquellas queda limitada por la que pueda tener el sistema de sujeción de 
las mismas al acero mediante los pernos. 
 
 
c) Este croquis muestra la placa D que soldada a la cabeza del pilote sirve 
para aumentar la superficie de apoyo del concreto de la zapata que va por 
encima del metal. Las placas soldadas E tienen este mismo objeto. 
Si la longitud embebida d2 es de 1.50 a 1.80 m , la adherencia del concreto 
puede ser de valor real, pero es probable que no sea adecuada ni ofrezca 
seguridad absoluta en el caso de cargas de gran magnitud. La grasa, la 
suciedad o la pintura pueden debilitar la adherencia. 
 
 
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d) En este croquis se muestran algunos angulares F y G soldados al alma y a 
las alas del pilote. Es inútil que las alas salientes de estos angulares sean 
muy anchas, pues su resistencia al cortante es pequeña, salvo junto al ala 
empalmada. Es preferible disponer una serie de angulares de ala corta pero 
gruesos, separándolos a corta distancia uno de otro. 
 
 
e) Este croquis muestra una serie de trozos de barras de armadura soldados 
que sirven como topes. El número de soldaduras probablemente resulta 
grande comparando con la superficie de apoyo que se consigue. En 
cualquier caso, la zapata de concreto deberá ser suficientemente fuerte en 
apoyo y cortante para transmitir al pilote la carga requerida. 
 
Disponibilidad: Hay muchas regiones en que es fácil conseguir pilotes metálicos; 
en otras es difícil obtenerlos; en las épocas de escases de hierro es casi 
imposible encontrarlos. Hay que tener esto en cuenta cuando el proyecto de una 
estructura esta en la fase de planeación. 
 
Manejo: Los pilotes metálicos resisten bien a la flexión por lo que pueden 
manejarse con seguridad si se dispone de un equipo con suficiente potencia para 
elevarlos y radio de acción para maniobrar. 
 
Ajustabilidad de longitud: Cuando el pilote resulta demasiado largo, se puede 
cortar fácilmente con soplete dejándole a la altura exacta requerida, esto puede 
hacerse incluso bajo el agua, a un que quizá resulte costoso. Si el pilote es corto, 
puede prolongarse con otro trozo que se suelda a tope con el primero o también 
pueden utilizarse empalmes, los pilotes de acero se empalman por medio de 
soldaduras, remaches o tornillos, la figura 1.5a muestra una condición típica de 
empalme por soldadura en un pilote H. en la figura 1.5b se muestra un típico caso 
de empalme por soldadura de un pilote tubo y en la figura 1.5c se muestra el 
empalme por remaches o tornillos de un pilote H. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Cuando se esperan condiciones difíciles de hincado, como a través de grava 
densa, lutitas y roca blanda, los pilotes de acero se usan adaptados con puntas o 
zapatas de hincado. Las figuras 1.5d y 1.5e muestran dos tipos de zapatas usadas 
en pilotes de tubo. 
 
 
 
 
FIGURA 1.5 (a) empalme de pilotes H con soldadura; (b) empalme de pilotes de tubo con 
soldadura; (c) empalme de pilotes H con remaches y tornillos: (d) punta plana de hincado de pilote 
de tubo; (e) punta cónica de hincado de pilote de tubo. 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Los pilotes de acero llegan a estar sometidos a corrosión, como en suelos 
pantanosos, las turbas y otros orgánicos, los suelos con un pH mayor que 7 no 
son muy corrosivos. Para compensar el efecto de la corrosión se recomienda 
considerar un espesor adicional de acero (sobre el área de la sección transversal 
real de diseño). En muchas circunstancias, los recubrimientos epóxicos, aplicados 
en la fábrica, sobre los pilotes funcionan satisfactoriamente. Esos recubrimientos 
no son dañados fácilmente por el hincado del pilote. El recubrimiento con 
concreto también los protege contra la corrosión en la mayoría de las zonas 
corrosivas. 
 
Resistencia a la flexión: El pilote metálico es fuerte y elástico. Las flexiones 
laterales grandes pueden dar lugar a que el acero quede sometido a tensiones 
excesivas y sufra una deformación permanente. Sin embargo, ni se agrietara ni se 
romperá. Aun estando torcido o alabeado puede soportar una carga grande. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Los pilotes de tubo se hincan en el terreno con sus extremos abiertos o cerrados. 
Después de su hincado, por lo común se rellenan de concreto. El termino implica 
que el espesor de la pared del tubo es suficiente para resistir las fuerzas de 
hincado sin apoyo. En algunos casos cuando se especifican paredes de espesor 
suficiente para dejar margen tanto a la corrosión externa como interna, los pilotes 
no se rellenan de concreto. Pueden dejarse vacios y tapados, llenos de material 
granular o parcialmente llenos de concretoo arena y, luego, rematados o 
tapados. 
Los pilotes tubulares de extremo cerrado, diseñados para fricción o carga en el 
extremo, casi siempre son tubos de 10 a 12 pulgadas de diámetro interior. A 
veces, se ha utilizado tubo de un diámetro interior de 8 pulgadas. Con frecuencia 
los pilotes de 10 a 12 pulgadas se destinan a cargas del orden de 50 toneladas. Si 
las condiciones del suelo y el espesor de las paredes son adecuados, a veces los 
pilotes tubulares de 10 y 12 pulgadas se utilizan para cargas que se elevan hasta 
100 toneladas. Para los pilotes tubulares de extremo cerrado, raras veces se 
necesitan diámetros mayores, a menos que estén sometidos a movimientos de 
torsión o se extiendan por encima del nivel freático del terreno. Por lo común los 
pilotes tubulares de extremo abierto son tubos de 14 a 20 pulgadas de diámetro 
exterior. En general, esos pilotes de extremo abierto se hincan hasta la roca. Las 
cargas de diseño en esos pilotes se eleven hasta 250 toneladas y, por tanto, 
requieren los tamaños mayores y las secciones de las paredes mas gruesas. 
 A un que raras veces se utilizan para cimentaciones de construcción, los pilotes 
tubulares de diámetros de 24 a 48 pulgadas se emplean para casos especiales, 
tales como las plataformas de perforación en el mar. 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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I.4.- PILOTES DE CONCRETO 
 
Los pilotes de concreto se dividen en dos categorías: 
Pilotes prefabricados 
Pilotes colados in situ 
 
Los prefabricados se preparan usando refuerzo ordinario y son cuadrados u 
octagonales en su sección transversal como se muestra en la figura 1.6. El 
refuerzo se proporciona para que el pilote resista el momento flexionante 
desarrollado durante la manipulación y el transporte, la carga vertical y el 
momento flexionante causado por la carga lateral. Los pilotes son fabricados a 
las longitudes deseadas y curados antes de transportarlos a los sitios de trabajo. 
Sin embargo los pilotes prefabricados, tiene la debilidad inherente de sus 
agrietamientos en líneas, debido a la contracción del concreto durante el curado. 
Incluso cuando esas grietas permiten que el agua penetre hasta el acero no 
afectan la resistencia estructural de los pilotes. 
Los pilotes prefabricados también son presforzados usando cables de 
presfuerzo de acero de alta resistencia. Durante el colado de los pilotes, los 
cables se pretensan y se vierte concreto alrededor de ellos. Después del curado, 
los cables se cortan produciendo así una fuerza de compresión en la sección del 
pilote. 
 
Disponibilidad: Los pilotes de concreto prefabricados pueden construirse a pie de 
obra, o en lugar próximo a la misma, mediante concreto de alta resistencia que se 
vierte en moldes apropiados. Puede disponerse una fuerte armadura del modo 
que convenga y dejarla bien arriostrada. Generalmente, los materiales se 
consiguen sin inconveniente. Hay que procurarse los medios adecuados para el 
curado, manipulación y almacenamiento. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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FIGURA 1.6 Pilotes prefabricados con refuerzo ordinario 
 
Transporte: Estos pilotes son tan pesados que su transporte es costoso. En 
obras de importancia, deben moldearse al pie de la misma o en lugares 
próximos. 
 
Manejo: Un pilote de concreto prefabricado de sección cuadrada de 45 cm de 
lado y 18 m de altura viene a pesar cerca de 10 toneladas. Se requiere un equipo 
pesado para manejarlo y generalmente, también un gran espacio de maniobra. 
Los pilotes han de ser amarrados con cadenas de suspensión o accesorios 
especiales que eviten una flexión excesiva cuando se levantan de su posición 
horizontal. También se necesita un equipo potente para su transporte. 
 
Ajustabilidad de longitud: He aquí uno de los inconvenientes de los pilotes de 
concreto prefabricados. Cuando resultan demasiado largos y no pueden hincarse 
hasta la profundidad prevista, es difícil cortarles. Si los pilotes resultan demasiado 
cortos, es difícil prolongarlos de manera que ofrezca seguridad el tipo de junta que 
se realice con la cabeza del pilote original. 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Los pilotes colados in situ se construyen perforando un agujero en el terreno y 
llenándolo con concreto. Varios tipos de pilotes colados in situ se usan 
actualmente en la construcción y la mayor parte fueron patentados por sus 
fabricantes. Esos pilotes se dividen en dos amplias categorías: ademados y no 
ademados. 
Los pilotes ademados se hacen hincando un tubo de acero en el terreno con 
ayuda de un mandril colocado dentro del tubo. Cuando el pilote alcanza la 
profundidad apropiada, se retira el mandril y el tubo se llena de concreto las 
figuras 1.7a, 1.7b, 1.7c, 1.7d muestran algunos ejemplos de pilotes ademados sin 
pedestal, la figura 1.6e muestra un pilote ademado con un pedestal, consiste en 
un bulbo de concreto expandido que se forma dejando caer un martillo sobre el 
concreto fresco. 
Las figuras 1.7 f y 1.7g son dos tipos de pilote sin ademe uno con pedestal y otro 
sin el. Los pilotes no ademados se hacen hincando primero el tubo a la 
profundidad deseada y llenándolos con concreto fresco. El tubo se retira 
gradualmente. 
 
Disponibilidad: generalmente, se dispone de envueltas y tubos metálicos y el 
concreto es un material que es posible conseguir. 
 
Transporte: las envueltas y tubos metálicos ligeros pueden transportarse 
fácilmente. 
 
Manejo: las envueltas y tubos son tan ligeros y resistentes que se manejan en 
obra con relativa rapidez. 
 
Ajustabilidad de la longitud: en este aspecto estos pilotes tienen una gran 
ventaja. Cuando la longitud de la envuelta tubular es excesiva se puede cortar con 
un soplete, cuando es corta se puede soldar una prolongación siempre que la 
longitud total no exceda de lo que permite el mandril o macho 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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. 
 
FIGURA 1.7 Pilotes de concreto colados in situ. 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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CAPITULO II 
“CAPACIDAD DE CARGA EN LOS 
PILOTES DE FRICCIÓN.” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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CAPITULO II 
 
CAPACIDAD DE CARGA EN PILOTES DE FRICCIÓN 
 
2.1.- FUNCIONAMIENTO GENERAL DE UN PILOTE BAJO CARGA 
Un pilote puede hincarse dentro de un estrato profundo de suelo granular o 
coherente, como se presenta en la figura 2.1. Al aplicar la carga P sobre la parte 
superior o cabeza del pilote, este tiende a penetrar más dentro del suelo.la 
compresión y desplazamiento del material situado bajo la punta B ofrece cierta 
resistencia, pero la mayor parte de la reacción es debida al rozamiento superficial 
a lo largo de la superficie del pilote, como se indica por ΔF. Por consiguiente pude 
llamarse pilote de fricción. El valor del coeficiente de rozamiento para la superficie 
de contacto entre el suelo y el pilote depende en su mayor parte de las 
propiedades del suelo. Las características de la superficie del pilote y su 
rugosidad pueden influir algo, pero sus efectos parece que son relativamente 
poco importantes, salvo en el caso de los pilotes de madera sin descortezar en 
que la corteza puede desprenderse aislando el pilote del terreno. Naturalmente, la 
resistencia de rozamiento por unidad de superficie del pilote dependerá de la 
intensidad de la presión normal, la cual es probable que varíe en una cierta 
relación con la profundidad del punto considerado.Basándose en esto se ha 
confeccionado la tabla 2.2. Esta hecha para que sirva de guía cualitativa, no son 
datos exactos que haya que utilizar en todos y cada uno de los casos. Los valores 
verdaderos dependen de las características de un suelo particular, y su resistencia 
al cortante y compresión deberá estudiarse por medio de pruebas de laboratorio 
sobre muestras inalteradas. Los efectos combinados de rozamiento y cohesión se 
clasifican aquí como resistencia de rozamiento. 
La carga total P sobre el pilote de la figura 2.1 tiene que resistirla ΣΔF si esta 
puede desarrollarse. La resistencia total será 
R= -P=Σ(ΔA) (pf +c) 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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En donde p y f son, respectivamente, la presión unitaria normal y el coeficiente de 
rozamiento que actúan sobre una superficie unitaria específica y c la cohesión 
unitaria. Si las cargas se transmiten de un estrato horizontal a otro por 
compresión, se puede suponer que el croquis de la figura 2.1 distribuye su carga 
a través de un cierto volumen de material, tal como se presenta por la sección 
AEDCA. A esta sección se le llama cono de distribución de la carga. En otras 
palabras, la carga concentrada P se reparte por medio del pilote hasta una 
superficie del suelo situada por debajo del círculo cuyo diámetro es EC. El ángulo 
BAC no se conoce exactamente y AE y AC puede que no sean líneas rectas. Es 
probable que la presión unitaria adquiera su valor máximo en B. por tanto se 
supone que el arco del circulo EDC representa el diagrama de presiones del 
suelo. A este fondo hemisférico imaginario se le conoce como bulbo de presiones 
que produce el pilote con su carga la superficie X y Z quizá represente más 
exactamente las características del diagrama de presiones del suelo situado en la 
punta del pilote. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ΔP 
 
Fig. 2.1 Pilote de rozamiento 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 37 
 
 
 
 
 Rozamiento superficial, kg/m² 
Clase de terreno Profundidad Profundidad Profundidad 
 aprox. 6m aprox. 18m aprox. 30m 
Limo blando y lodo orgánico denso 240-490 240-590 290-730 
Limo (húmedo, pero confinado) 490-980 610-1220 730-1460 
Arcilla blanda 980-1460 1220-1710 1460-1950 
Arcilla dura 1460-2440 1710-2680 1950-2930 
Mezcla de arcilla y arena 1460-2440 1950-2930 2440-3420 
Arena fina (húmeda, pero confinada) 1460-1950 1710-2440 1950-2930 
Arena media y gravilla 2440-3420 2930-3910 2930-3910 
 
 
Tabla 2.2. Valor aproximado admisible del rozamiento superficial en los pilotes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 38 
 
 
2.2.- PRUEBAS DE CARGA EN PILOTES 
 
Generalmente el mejor método para estimar la capacidad de carga de un pilote 
individual en cierto lugar, es el realizar una prueba de carga a escala natural en 
ese lugar. El inconveniente de las pruebas de carga estriba en su costo y en el 
tiempo requerido para realizarlas; estas razones hacen que en numerosas obras 
de poca magnitud no se ejecuten. En obras de importancia, sin embargo, no es 
buen criterio evitar las pruebas de carga en nombre del costo o del tiempo y, por lo 
menos deben de hacerse algunas pruebas en lugares representativos de las 
distintas condiciones prevalecientes; la elección correcta de tales lugares es, 
desde luego, de fundamental importancia, define el éxito del programa de pruebas 
y suele requerir bastante experiencia. El lugar apropiado para efectuar una prueba 
de carga no siempre es aquel en el que el terreno presenta condiciones mas 
criticas, pues debe contarse también con la magnitud de las cargas en cada pilote, 
con el número de pilotes que se colocaran en cada zona y con las consecuencias 
derivadas de la falla de un pilote. 
Una limitación de importancia que afecta a las conclusiones obtenidas de una 
prueba de carga es que esta se realiza generalmente en un solo pilote y ya se 
ha mencionado que el comportamiento de un grupo es diferente del de una 
unidad aislada. Las pruebas de grupos de pilotes son muy escasas en la 
literatura, debido al costo y a la magnitud de las cargas que se requerirá movilizar 
en la prueba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 39 
 
Con una prueba de carga puede obtenerse información sobre los siguientes 
aspectos. 
 
a) La capacidad de carga ultima por punta de un pilote. 
Una prueba de carga bien ejecutada de valores bastantes satisfactorios en 
la capacidad de carga por punta, apóyese esta en arena o arcilla dura. Para 
deslindar el valor de la capacidad por punta es necesario que la resistencia 
del pilote por fricción lateral se conozca con buena aproximación o que 
sea eliminada; esto ultimo puede conseguirse colocando el pilote dentro de 
un tubo hueco del que sobresalga únicamente la punta. 
 
b) La capacidad de carga de un pilote por fricción lateral. 
El resultado de una prueba de carga de la resistencia lateral por fricción o 
adherencia cuando la capacidad de carga por punta es despreciable, cual 
suele ser el caso de pilotes hincados en arcillas blandas o cuando se 
dispone en la punta del pilote un mecanismo a base de gatos que permiten 
valuar la resistencia por punta independientemente de la resistencia total. 
 
c) El asentamiento total del pilote bajo la carga. 
Esta información es bastante confiable cuando la punta del pilote se apoye 
en suelos no compresibles. En pilotes desplantados en suelos cohesivos o 
en pilotes de fricción colocados en arcillas blandas, en cambio, los 
asentamientos obtenidos en la prueba no representan los que se tendrían 
en un pilote cargado a largo plazo. La razón es que en estos casos, los 
fenómenos de compresibilidad están muy ligados al tiempo y los periodos 
de prueba no son de ningún modo representativo, por los cortos, de los 
tiempos de vida de los pilotes prototipo. Por otra parte, siempre han de 
tenerse presente que el asentamiento que produce un pilote puede ser 
mucho menor que el de un grupo de pilotes colocado en el mismo lugar. En 
la figura 2.3 se ve de inmediato la diferencia de influencias de ambos casos, 
que explica el diferente asentamiento. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Figura 2.3. Diferencia entre la influencia de un pilote y de un grupo de 
pilotes en lo referente a asentamientos. 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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2.3.- CIMENTACION CON PILOTES DE FRICCION 
 
Los pilotes de fricción son aquellos que transmiten cargas al suelo principalmente 
a lo largo de su superficie lateral. En suelos blandos, se usan comúnmente como 
complemento de un sistema de cimentación parcialmente compensada para 
reducir asentamientos, transfiriendo parte de la carga a los estratos mas 
profundos. En este caso, los pilotes no tienen generalmente la capacidad para 
soportar por si solos el peso de la construcción y trabajan al limite en condiciones 
estáticas, por lo que no pueden contribuir a tomar solicitaciones accidentales e 
inclusive pueden, de acuerdo con la experiencia, perder una parte importante de 
su capacidad de carga en condiciones sísmicas, por lo que resulta prudente 
ignorar su contribución a la capacidad de carga global. Opcionalmente, los pilotes 
de fricción pueden usarse para soportar el peso total de la estructura y asegurar 
su estabilidad. En este ultimo caso, en suelos blandos en proceso de 
consolidación como los de las zonas II Y III,la losa puede perder el sustento del 
suelo de apoyo por lo que resulta prudente considerar que no contribuye a la 
capacidad de carga global. 
En ambos casos, se verifica que la cimentación no exceda los estados límite de 
falla y de servicio. 
 
ESTADO LIMITE DE FALLA 
De a cuerdo con el tipo de diseño adoptado, la revisión de los estados límite de 
falla podrá consistir en verificar que resulta suficiente para asegurar le estabilidad 
de la construcción alguna de las capacidades de carga siguientes: 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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1) Capacidad de carga del sistema suelo - zapatas o suelo – losa de 
cimentación. 
Despreciando la capacidad de los pilotes, se verifica entonces el cumplimiento de 
la desigualdad. 
 
Para cimentaciones desplantadas en suelos cohesivos: 
QF c
A
Cu Nc FR Pv
 
Para cimentaciones desplantadas en suelos friccionantes: 
 
. 
QF c
A
Pv Nq 1 1
BN
2
FR Pv
 
Donde: 
 
ΣQF.c Es la suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la 
combinación considerada en el nivel de desplante, afectada por su respectivo 
factor de carga; 
A Es el área del cimento; 
P.v Es la presión vertical efectiva a la misma profundidad: 
 
Es la presión vertical efectiva a la misma profundidad 
 
ϒ Es el peso volumétrico del suelo; 
Cu Es la cohesión aparente determinada en ensaye triaxial no- consolidado no – 
drenado; 
B Es el ancho de la cimentación; 
Nc Es el coeficiente de capacidad de carga dado por; 
 
Nc= 5.14 (1+0.25 Df/B+0.25B/L) 
Pv
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Para Df /B <2 y B/L < 1; 
 Donde Df, es la profundidad de desplante y L la longitud del cimiento; en caso de 
que Df/B y B/L no cumplan con las desigualdades anteriores, dichas relaciones se 
consideraran iguales a 2 y a 1 respectivamente; 
 
Si se adopta es te tipo de revisión, la losa o las zapatas y las contratrabes 
deberán diseñarse estructuralmente para soportar las presiones de contacto 
Suelo – zapata o suelo – losa máximas calculadas, más las concentraciones 
locales de carga correspondientes a la capacidad de carga total de cada pilote 
dada por la ecuación siguiente con un factor de resistencia Fr igual a 1.0. 
 
Cf = AL f FR 
 
Donde 
AL Es el área lateral del pilote; 
f Es la adherencia lateral media pilote–suelo; y 
FR Factor de resistencia. 
 
2) Capacidad de carga del sistema suelo- pilotes de fricción 
Despreciando la capacidad del sistema suelo – losa, se verifica entonces para 
cada pilote individual, para cada uno de los diversos subgrupos de pilotes y para la 
cimentación en conjunto, el cumplimiento de la desigualdad siguiente para las 
distintas combinaciones de acciones verticales consideradas: 
 
 
 
ΣQFC<R 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Donde: 
 
ΣQFC es la suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinación 
considerada, afectada de su correspondiente factor de carga, las acciones 
incluirán el peso propio de la subestructura y de los pilotes o pilas y el efecto de la 
fricción negativa que pudiera desarrollarse sobre el fuste de los mismos o sobre su 
envolvente. 
 
R es la capacidad de carga que se considera igual a: 
I. Para la revisión de cada pilote individual: a la capacidad de carga de punta 
del pilote mas la capacidad de adherencia del pilote considerado. 
 
II. Para la revisión de los diversos subgrupos de pilotes en que pueda 
subdividirse la cimentación: a la suma de las capacidades de carga 
individuales por punta de los pilotes mas la capacidad de adherencia de 
una pila de geometría igual a la envolvente del subgrupo de pilotes; y 
 
 
III. Para la revisión de la cimentación en su conjunto: a la suma de las 
capacidades de carga individuales por punta de los pilotes mas la 
capacidad de adherencia de una pila geométricamente igual a la 
envolvente del conjunto de pilotes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 45 
 
2.4.- CAPACIDAD DE CARGA EN PILOTES DE FRICCON. 
La capacidad de carga de los pilotes de fricción no puede calcularse con el uso de 
formulas dinámicas, ya se ha visto que la resistencia de un pilote bajo el impacto 
instantáneo puede ser totalmente distinta que la resistencia a largo plazo, bajo 
carga estática permanente. Por otra parte en arcillas no sensibles, de falla 
plástica, la resistencia viscosa durante el impacto impide en cierto grado la 
penetración del pilote, que entraría con mayor facilidad bajo carga estática o 
lentamente aplicada. En este caso las formulas dinámicas sobreestiman la 
capacidad de carga de esos pilotes. Como resumen, puede decirse que en ningún 
caso y bajo ninguna circunstancia pueden usarse formulas dinámicas para 
calcular la capacidad de carga en pilotes de fricción. 
CAPACIDAD DE CARGA EN ARCILLAS 
La capacidad de carga de los pilotes de fricción en arcillas se obtiene valuando la 
fricción positiva desarrollada a lo largo de la superficie lateral de contacto entre 
pilotes y suelo. Existen varios criterios para determinar la capacidad de carga, el 
departamento del Distrito Federal designa la siguiente formula para la 
determinación de la capacidad de carga como la suma de las capacidades de 
carga de los pilotes individuales. 
La capacidad de carga por adherencia lateral de un pilote de fricción individual 
bajo esfuerzos de compresión, Cf., se calcula como: 
 
Cf AL f FR 
Donde 
AL es el área lateral del pilote, en m²; 
f es la adherencia lateral media pilote–suelo, en ton/m²; y 
FR se tomará igual a 0.7, salvo para pilotes hincados en perforación previa. 
Para los suelos cohesivos blandos de las zonas II Y III, la adherencia 
pilote – suelo se considera igual la cohesión media del suelo. La cohesión se 
determinara con pruebas triaxiales no consolidadas no drenadas. Sin embargo, es 
conveniente reducir este valor a la mitad para efectos de diseño, lo que equivale 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 46 
 
a utilizar un factor de seguridad de dos. Así, si f. es la adherencia entre suelo – 
pilote se tiene 
 
A la falla 
 
F=c= cohesión 
qu= resistencia de la arcilla a la prueba de compresión simple. 
Tomlinson ha propuesto, con base en numerosas pruebas, los valores de la 
adherencia de la tabla siguiente, comparada con la cohesión en diferentes 
arcillas. 
 
Nótese que la correspondencia entre la adherencia y la cohesión, es muy 
aproximada en arcillas blandas, se hace menos cuanto mas dura es la arcilla en 
la que se hinca el pilote. Esto es debido a que al hincar un pilote en arcilla mas o 
menos dura tienden a formarse pequeños espacios huecos entresuelo y pilote, 
con lo que la adherencia promedio disminuye: este efecto, por supuesto no se 
tiene en arcillas blandas. Los valores de la tabla anterior han probado ser bastante 
confiables en las aplicaciones prácticas, por lo que deben preferirse el uso de 
recetas y formulas como las antes mencionadas, cuando la arcilla en que se hinca 
el pilote sea dura. 
Material del Consistencia de Cohesión "c" Adherencia "f" 
pilote la arcilla Ton/m² Ton/m² 
 Blanda 0 - 4 0 - 3.5 
Concreto y Madera Firme 4 -8 3.5 - 4.5 
 Dura 8 - 15 4.5 - 7.0 
 
 Blanda 0 - 4 0 - 3 
Acero Firme 4 - 8 3 - 4 
 Dura 8 - 15 ? 
 
f c
qu
2
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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CAPACIDAD DE CARGA EN ARENAS 
La capacidad de carga de pilotes de fricción hincados en arenas sueltas es aun 
más difícil de estimaractualmente. En estos casos los pilotes nunca trabajan 
únicamente por fricción lateral y la capacidad de carga por punta siempre juega un 
papel de importancia. La hinca de los pilotes tiene un efecto compactador en la 
arena, por lo que, a pesar de tener un manto originalmente suelto, puede volverse 
muy difícil y aun imposible hincar un pilote cuando en su vecindad se han hincado 
previamente otros. 
La estimación de la capacidad de carga de los pilotes por fricción hincados en 
arenas es un problema prácticamente no resuelto en el campo teórico. Algunos 
autores suponen que la fricción lateral sigue una ley lineal a lo largo del fuste, 
aumentando la fricción con la profundidad; expresan dicha fricción como una 
fracción de la presión normal por peso propio del suelo que exista en un nivel 
determinado. Si a la profundidad Z hay una presión vertical igual a z, la presión 
lateral correspondiente es considerada como: 
 
Ko 
 
Donde 
K.o= Es un coeficiente de empuje de tierras varia de 0.40 en arenas sueltas a 
0.60 en arenas mas compactadas. 
= peso volumétrico del suelo. 
Z= profundidad a la cual se desea conocer el empuje horizontal. 
 Esta presión actuando normalmente al fuste del pilote produce a lo largo de este y 
a la profundidad Z una fricción que vale. 
 
ffr Ko tg K´ 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
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Donde δ es el ángulo de fricción a considerar entresuelo y pilote. El valor de K.o 
que frecuente mente se ha mencionado oscila entre 0.4 para las arenas mas 
sueltas, asta 0.6 en las arenas mas compactas en que sea posible hablar de 
pilotes de fricción. En cuanto al valor de δ, el más frecuente recomendado es 2/3ø. 
Además se ha visto que la resistencia de un pilote por fricción lateral en arena 
varia con muchos factores de influencia muy difícil de cuantificar en un caso dado, 
de los que los principales son la compacidad y otras características del suelo, la 
posición del nivel freático y las perturbaciones que se induzcan sobre el pilote, 
como son hinca de otros, nuevas excavaciones, etc. 
Para el cálculo de la capacidad de carga se hace uso de la expresión: 
 
Cf
1
2
P K0 L tan LP
 
 
Simplificando la ecuación anterior se tiene: 
 
Cf
1
2
P Ko L
2
tan
 
Donde 
Cf= capacidad de carga por fricción, en ton. 
P=perímetro del pilote 
L= longitud del pilote 
Los demás componentes de la expresión tienen el mismo significado enunciado 
anteriormente. 
Cuando se emplee la ecuación para evaluar la fricción se usara un factor de 
seguridad de 3 o 4, empleándose este como una guía para el diseño de la 
cimentación, recomendándose efectuar pruebas de carga para obtener valores 
más reales. 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO III 
“HINCA DE PILOTES” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 50 
 
CAPITULO III 
HINCA DE PILOTES 
 
3.1.- EQUIPO PARA HINCAR PILOTES 
 
GRUAS 
Son maquinas que sirven para el levantamiento y manejo de objetos pesados, 
contando para ello con un sistema de malacates que acciona a uno o varios 
cables, montados sobre una pluma y cuyos extremos terminan en ganchos. 
Para facilitar su función, la unidad motriz y los diferentes mecanismos de la 
maquina le permiten girar alrededor de un eje vertical y a la pluma moverse en un 
plano vertical. 
Pueden ser fijas o móviles. Cuando la grúa es móvil, puede trasladarse por si 
misma, sobre orugas o ruedas disponibles para tal fin. 
Las plumas de las grúas pueden ser rígidas cuando están formadas por 
estructuras modulares (de tubo o de ángulo estructural), o bien telescópicas 
cuando están formadas por elementos prismáticos que se deslizan unos dentro de 
otros. 
Las plumas rígidas se integran por una base que se apoya mediante articulación 
en el cuerpo de la grúa; después pueden colocarse módulos de 1.5m a 6.1m de 
largo y finalmente una nariz en cuyo extremo superior se ubican las poleas por 
donde pasan los cables procedentes de los tambores de los malacates como se 
muestra en la figura 3.1. Para la construcción de cimentaciones profundas se usa 
generalmente grúas móviles con pluma rígida. 
Para el montaje de equipos de perforación o hincado, usualmente se requieren 
grúas de 45 a 80 toneladas de capacidad nominal, con plumas rígidas de 18.3 m 
de largo. 
Para la maniobras se emplean grúas de menor capacidad nominal, aunque 
superior a 15 toneladas. Las condiciones del terreno dictaminan la conveniencia 
de que estén montadas sobre neumáticos o sobre orugas. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 51 
 
El uso de grúas telescópicas para construcción de pilas, es poco recomendable, 
por su ineficiente manejo de armados y tuberías de colado. 
 
 
 
Fig. 3.1. Esquema de una grúa sobre orugas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poleas 
Pluma 
Orugas 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 52 
 
PERFORADORAS 
Son maquinas para hacer barrenos en el suelo por rotación o por percusión. 
En el caso de las rotatorias, la torsión se transmite por medio de una barra en 
cuyo extremo inferior se coloca una herramienta de avance tal como una broca, 
un bote cortador, una hélice. La barra se hace girar con algún mecanismo, o bien 
se levanta y se deja caer sobre el fondo de la perforación, lo cual da lugar a que 
las perforadoras sean rotatorias o de percusión, respectivamente. 
 
1) Perforadoras rotatorias 
Para la construcción de cimentaciones profundas, se emplean generalmente dos 
tipos de perforadoras con sistema rotatorio: 
 
 Con barretón o Kelly de perforación; ya sea montada sobre orugas, sobre 
grúa o sobre camión, como se muestra en las figuras 3.2, 3.1.3 y 3.1.4. En 
este caso, el Kelly puede ser de una sola pieza o bien telescópico de varias 
secciones, con el cual se extrae de manera intermitente el suelo perforado. 
 
 
 
 
Fig. 3.2. Perforadora rotatoria montada sobre orugas. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.3 Perforadora rotatoria montada sobre grúa. 
 
 
kelly 
grúa 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 54 
 
 
 
 
Fig. 3.4. Perforadora rotatoria montada sobre camión. 
 
 Con hélice continua, montado sobre grúa o sobre orugas figura 3.5, el suelo 
se extrae de manera continua, conforme se perfora el suelo. 
 
 
 
Fig. 3.5. Perforadora de hélice continúa. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 55 
 
 
 Circulación inversa, este tipo de perforadora se emplea generalmente para 
la construcción de pilas, estos equipos pueden perforar profundidades 
mayores a 100 m como se muestra en la figura 3.6. 
 
 
 
Fig.3.6.Perforadora rotatoria de circulación inversa. 
 
La selección de la perforadora más adecuada para un proyecto dado, dependerá 
de las características que presenten los materiales del lugar, así como del 
diámetro y profundidad de las perforaciones por realizar, el uso de ademe metálico 
o lodos bentoniticos, entre otros. 
 
 
 
A continuación se muestra una lista de las perforadoras comunes en la 
construcción de cimentaciones profundas. 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 56 
 
Grúas móviles sobre orugas. 
MARCA MODELO 
CAPACIDAD PESO 
 
MARCA MODELO 
CAPACIDAD PESO 
(t) (t) 
 
(t) (t) 
American 599C 36.29 - 
 
Liebherr HS 833 HD 40 39.6 
 5299 45.36 - 
 
 HS 843 HD 60 56.8 
 7220 45.36 - 
 
 HS 853 HD 80 81.25299A 54.4 - 
 
 HS 873 HD 90 96.4 
 5300 63.5 - 
 
 HS 883 HD 120 109.4 
 7225A 77.25 - 
 
Manitowoc 222 90.7 74.52 
 7260 90.7 - 
 
 777 S-1 153.5 113.4 
 9260 113.5 - 
 
 777 S-2 160 150.14 
 9270 136.08 - 
 
 888 S-1 196.8 154.08 
 A100HC 100 - 
 
 888 S-1 208.6 189.98 
 A1500HC 167.8 - 
 
 3900 W S-2 127 118.94 
Bauser BS640 40 40 
 
 3950 W 136 136.84 
 BS650 50 50 
 
 3950 D 136 143.4 
 BS660 60 65 
 
 4100 W S-1 181.4 166.28 
 BS680 80 80 
 
 4100 W S-2 208.6 204.38 
 BS6100 110 90 
 
 4100 W S-3 217.7 218.64 
 BS6120 120 100 
 
P & H 670 WCL 70 - 
 BS6180 180 160 
 
 550 50 - 
Bucyrus 
 
 5060 60 50.52 
Erie 22B 12 19.3 
 
 5100 100 78.37 
 38B - - 
 54B - - 
 61B 66.5 67.3 
 Casagrande C20 20 22 
 C40 40 35.6 
 C50 50 48.65 
 C60 60 63.7 
 C90 95 83.8 
 Link- Belt LS68 13.61 17.67 
 LS98 24.49 27.7 
 LS108-B 40.82 38.4 
 LS108-D 45.36 38.04 
 LS118 54.43 54.7 
 LS318 72.58 63.3 
 LS418A 99.77 92.02 
 LS138-H 68.04 55.92 
 LS208-H 68.04 58.97 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 57 
 
Perforadora de barretón o Kelly telescópico. 
MARCA MODELO TIPO 
PAR DIAMETRO PROFUNDIDAD 
Kg - m Máx. (m) Max. (m) 
BSP TCA 75 s / grúa 8,300 2.5 30 
(UK) TCA 110 s / grúa 16,445 3 65 
Bauer BG 9 s / oruga 9,486 1.2 40 
(Alemania) BG 14 s / oruga 14,280 1.8 55 
 BG 22 H s / oruga 22,440 1.8 57 
 BG 22 H s / oruga 25,500 1.9 68 
 BG 22 S s / oruga 22,440 3 57 
 BG 30 s / oruga 37,434 3 63 
 BG 40 s / oruga 37,434 3 88 
 BG 50 s / oruga 37,434 3 83 
Bay Shore LMP-30 s / oruga 1,244 0.9 9 
System LMP-50 s / oruga 1,244 0.9 15 
(EU) LM-30 s / oruga 2,073 1.2 9 
 LM-50 s / oruga 2,073 1.2 15 
 LLM-40 s / oruga 3,317 1.8 13 
 DH-60 s / oruga 8,290 1.8 22 
 DH-100 s / oruga 13,820 3.65 30 
Calweld 125 CH s / grúa 17,300 opcional 
(EU) 155 CH s / grúa 21,200 
 
opcional 
 400 CH s / grúa 55,300 
 
opcional 
 150C s / camión 
 
2 21 
 175 C s / camión 
 
2 26 
 200 C s / camión 
 
3 26 
 275 C s / camión 
 
3.35 26 
 42 LH s / camión 
 
2.1 30 
 45 LH s / camión 
 
2.4 30 
 52 LH s / camión 
 
3 30 
 520 LH s / camión 
 
3.3 35 
 5200 LH s / camión 
 
3.5 52 
 ADL s / camión 9 1.8 30 
 ADM s / camión 9 1.5 18 
Casagrande CBR 120 s / grúa 12,000 1.5 32 
(Italia) Ca-drill 12 s / grúa 9,600 2 80 
 Ca-drill18 s / grúa 12,000 2.5 80 
 Ca-drill22 s / grúa 22,000 2.5 54 
 B10 HS s / oruga, ca 10,000 1.5 35 
 B12 HS s / oruga, ca 12,200 1.8 45 
 B18 HS s / oruga 18,300 2 73 
 B26 HS s / oruga 26,500 2 73 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 58 
 
Perforadora de barretón o Kelly telescópico. 
MARCA MODELO TIPO 
PAR DIAMETRO PROFUNDIDAD 
Kg - m Max (m) Max (m) 
Delmag RH 0610 s / oruga 6,100 0.9 12 
(Alemania) RH 0912 s / oruga 9,170 1.3 22 
 RH 1423 s / oruga 14,250 1.3 22 
 RH 1413 s / oruga 14,250 1.8 23 
 RH 2813 s / oruga 28,500 1.8 23 
 RH 1433 s / oruga 14,250 1.8 23 
 RHV 2237 s / oruga 22,400 2.2 36 
 RHV 3037 s / oruga 30,550 2.4 36 
IMT AF 6 s / oruga 6,300 1.2 32 
(Italia) AF 10 s / oruga 10,200 1.5 42 
 AF 12 s / oruga 11,600 1.7 42 
 AF 16 s / oruga 18,500 2 64 
 AF 18 s / oruga 18,400 2 64 
 AF 25 s / oruga 28,000 2.5 70 
 AF 30J s / oruga 36,000 3 80 
Liebherr LD 22 s /grúa 22,440 1.5 50 
(Alemania) LD 25 s /grúa 25,500 2 70 
Llamada P-50 s / oruga 2,265 0.6 16 
(España) P-100TT s / oruga 15,400 1 35 
Mait HR-45 s / oruga 4,605 1 32 
(Italia) HR-110 s / oruga 13,000 1.8 48 
 HR-130 s / oruga 13,140 1.8 48 
 HR-160 s / oruga 18,000 2 60 
 HR-200 s / oruga 22,000 2.3 80 
Rev- drill S-1 s / oruga 553 0.6 3.65 
(EU) S-2 s / oruga 829 0.76 6.1 
 S-3 s / oruga 1,106 0.9 8.5 
 S-4 s / oruga 1,380 1.06 10.6 
 S-5 s / oruga 1,658 1.22 12.2 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 59 
 
Perforadora de barretón o Kelly telescópico. 
MARCA MODELO TIPO 
PAR DIAMETRO PROFUNDIDAD 
Kg - m Max (m) Max (m) 
Watson 1500 s/org,cam 7,800 1.2 27 
(EU) 2500 s/org,cam 11,200 2 27 
 3100 s/org,cam 13,800 2.4 36.5 
 5000 CA s / grúa 13,800 2.5 opcional 
Soilmec RTA/S s/camión 10,500 1.5 35 
(Italia) RTC-C s/grúa 11,300 1.6 78 
 RT3-S s/grúa 21,000 2.2 78 
 R-16 s / oruga 16,000 2 60 
 R-15 s / oruga 15,600 2 60 
 R-10 s / oruga 10,000 1.5 46 
 R-6 s / oruga 6,100 1.2 34 
 CM-39 s / oruga 9,700 1.5 34 
 CM-35 s / oruga 6,100 1.2 34 
Texoma 270 s/camión 3,317 1.4 6.8 
(EU) 330 s/camión 5,730 1.8 7.6 
 500 s/camión 5,730 1.8 10.6 
 600 s/org,cam 5,660 1.8 10.6 
 700 s/org,cam 7,460 1.8 18.3 
 
 
 
Perforadora de hélice continúa. 
MARCA MODELO TIPO 
PAR DIAMETRO PROFUNDIDAD 
Kg - m Max (m) Max (m) 
Soilmec R-16 s / oruga 16,00 1.1 21.5 
 R-15 s / oruga 15,60 1 21.5 
 CM-42 s / oruga 4,80 0.7 15 
 CM-46 s / oruga 6,20 0.8 21 
 CM-49 s / oruga 8,85 0.95 23.5 
 HY-40 s / grúa 3,20 0.6 32 
 HY-41 s / grúa 4,50 0.8 32 
 HY-42 s / grúa 6,10 0.8 32 
 HY-43 s / grúa 9,30 0.9 32 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 60 
 
Perforadora de hélice continúa. 
MARCA MODELO TIPO 
PAR DIAMETRO PROFUNDIDAD 
Kg - m Max (m) Max (m) 
APE 50 s / grúa 6,91 0.6 30 
 75 s / grúa 9,68 0.6 30 
Bauer BG 9 s / oruga 9,48 0.6 9.6 
 BG 14 s / oruga 14,28 0.9 14.9 
 BG 22 H s / oruga 22,44 0.9 12.6 
 BG22 s / oruga 25,50 0.9 16.5 
 BG 22 S s / oruga 22,44 0.9 15.3 
 BG 30 s / oruga 37,43 1.2 21.6 
 BG 30 s / oruga 37,43 1.2 22 
Casagrande LH-CFA 17 s / oruga 9,99 0.6 17 
 HD-CFA 21 s / oruga 9,99 0.8 21 
 HD-CFA 24 s / oruga 9,99 1 24 
Delmag RH 0610 s / oruga 6,11 0.45 9 
 RH 0912 s / oruga 9,16 0.75 15 
 RH 1423 s / oruga 14,26 0.9 18 
 RH 1413 s / oruga 14,26 0.9 19 
 RH 2813 s / oruga 28,51 1.2 19 
 RH 1433 s / oruga 14,26 0.9 19 
 RHV 2237 s / oruga 22,40 1 27 
 RHV 3037 s / oruga 30,55 1.3 25 
 RHV 4037 s / oruga 40,74 1.5 22 
IMT AF 6 s / oruga 
 AF 10 s / oruga 
 
 
 AF 12 s / oruga 6,00 0.8 19 
 AF 16 s / oruga 10,00 1 23 
 AF 18 s / oruga 
 
 
 AF 25 s / oruga 
MKT HA-18 s/grúa 2,56 
 HVA-36 s/grúa 4,98 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 61 
 
2) Perforadoras por percusión 
 
Las perforadoras por percusión, a través de un sistema que puede ser mecánico 
neumático o hidráulico, transmiten una serie rítmica de impactos al material por 
perforar, por medio de un elemento de corte o ataque, llamado martillo de fondo. 
Su aplicación principal es en rocas, ya que en suelos se reduce su eficiencia. Para 
cimentaciones profundas, puede alcanzar hasta 100cm de diámetro, como se 
indica en la tabla siguiente. 
Características de martillos de fondo 
 
MODELO 
DIAMETRO DE PESO DEL FRECUENCIA DE CONSUMO DE 
PERFORACIONES cm MARTILLO Kg OPERACIÓN GOLPES/MIN AIRE* L/S 
Champion 180 45 - 61 1492 950 944 
Champion 240 61 - 86 2488 925 1322 
Champion 330 83 - 109 5707 925 2454 
 
*operando con una presión de 10.2 x 10^5 Pa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 62 
 
3.2.-CLASIFICACION DE LOS PILOTES SEGÚN SU PROCESO 
CONSTRUCTIVO. 
 
Se han desarrollado numerosos procedimientos constructivos para fabricar y 
posteriormente instalar en el lugar o para fabricar en el sitio mismo pilas y pilotes; 
la característicafundamental que los diferencia es que durante su construcción se 
induzca o no desplazamiento del suelo que los rodea; debe observarse que las 
pilas siempre se fabrican de concreto simple o reforzado, colado en el sitio en una 
perforación previamente realizada y por ello caen únicamente dentro del tipo de 
sin desplazamiento. En cambio los pilotes pueden ser: con desplazamiento 
cuando desplazan un volumen de suelo igual al del pilote al ser hincados, con 
poco desplazamiento, que pueden ser pilotes hincados en una perforación previa 
de menor área que la del pilote mismo. 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 63 
 
Con desplazamiento. 
a. Pilotes hincados a percusión: 
Este procedimiento es el de uso mas difundido y consiste en hincar a percusión 
los pilotes con ayuda de un martillo de impacto, los factores significativos que 
deben considerarse son: 
- La masa y la longitud del pilote 
- El peso y energía del martillo 
- El tipo de suelo en que se hinca. 
Usualmente el pilote se sostiene verticalmente (fig.3.7.) o con la inclinación 
necesaria (fig.3.8) con una estructura guía en la que desliza el martillo durante la 
maniobra. Cuando debido a su longitud el pilote no puede manejarse en un solo 
tramo, se hinca en dos o mas de ellos, unidos con una junta rápida o con placas 
prefijadas en lo extremos que se sueldan durante el hincado. 
Cuando no es posible una estructura guía de hincado por restricciones de espacio 
disponible o en obras fuera de costa, se puede usar una guía colgante sostenida 
por la pluma de una grúa y unos cables (fig. 3.9 ). 
 
 
 
 
Fig. 3.7. Pilote hincado vertical 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 64 
 
 
 
Fig. 3.8. Pilote hincado inclinado. 
 
 
 
Fig. 3.9. Pilote hincado con guía colgante. 
 
. 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 65 
 
b. Pilotes hincados a presión: 
Estos pilotes se fabrican de concreto en tramos de sección cilíndrica de 1.5 m de 
largo, la punta es cónica y tiene ahogado el cable de acero de refuerzo que se 
aloja en el hueco central. El hincado se hace a presión con un sistema hidráulico 
en cuyo marco de carga se van colando los tramos del pilote (fig. 3.10). 
Cuando se alcanza la presión máxima del proyecto se tensa el cable central de 
acero de refuerzo y se rellena el hueco con concreto. La reacción del sistema de 
carga usualmente se absorbe con lastre colado en una plataforma. 
Este procedimiento ha sido empleado con frecuencia para recimentaciones, por 
que la reacción del sistema de carga se soporta con el peso de la estructura y por 
ello se puede realizar en espacios verticales muy reducidos. 
 
 
Fig. 3.10. Pilote hincado a presión. 
 
 
 
 
 
 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 66 
 
c. Pilotes hincados con vibración: 
Esta técnica se emplea en suelos granulares y cosiste en excitar al pilote con un 
vibrador pesado de frecuencia controlada, formado por una carga estática y un par 
de contrapesos rotatorios excéntricos en fase. El pilote penetra en el suelo por 
influencia de las vibraciones y del peso del conjunto pilote – vibrador – lastre 
(fig. 3.11) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.11. Pilote hincado con vibración. 
CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES DE FRICCIÓN 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Página 67 
 
Con poco desplazamiento. 
a. Pilotes hincados en una perforación previa: 
 Todos los pilotes hincados descritos en los párrafos anteriores como pilotes de 
desplazamiento, se transforman en pilotes de poco desplazamiento si antes de 
hincarlos se realiza una perforación previa (fig. 3.12), esta puede requerir ser 
estabilizada con lodo de perforación, que en el caso de suelos arcillosos blandos 
se puede formar con el mismo suelo, mezclándolo con agua previamente 
agregada, o en todo caso a base de bentonita y agua. 
Esta técnica se utiliza: 
- Cuando el hincado de los pilotes sin perforación previa induce 
deformaciones que reduce la resistencia al esfuerzo cortante del 
suelo 
- Cuando el pilote debe atravesar estratos duros que dificulten su 
hincado y por ello, pueda llegar a dañarse estructuralmente. 
- Cuando el número de pilotes por hincar es alto y la suma de sus 
desplazamientos puede provocar el levantamiento del terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.12. Pilote hincado con una perforación previa. 
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b. Pilotes hincados con chiflón: 
 Este procedimiento se utiliza para disminuir el volumen del suelo desplazado 
durante el hincado de pilotes en arenas; consiste en aplicar dos efectos 
simultáneos, el de un chiflón de agua a presión que descarga en la punta del 
pilote, el cual erosiona y transporta a la superficie parte de la arena, combinado 
con los impactos de un martillo o la excitación de un vibrador para movilizar el 
pilote (fig. 3.13 y fig. 3.14). Adicionalmente, se puede agregar aire a presión para 
facilitar la extracción del agua. 
 
 
Fig.3.13. Pilote hincado con chiflón. 
 
 
 
 
 
 
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Fig.3.14. Ubicación de chiflones en la punta de los pilotes. 
 
 
Como el chorro de agua afloja el suelo, corrientemente se interrumpe antes que el 
pilote alcance su posición final y los últimos decímetros de la penetración se hacen 
con el martillo solamente. Si se usa demasiada agua el chorro puede aflojar los 
pilotes que se hayan hincado previamente. El chiflón de agua beneficia 
grandemente la hinca en arena compacta, pero su ayuda es pequeña en arcillas. 
 
A continuación se muestra una tabla para la cantidad de agua necesaria para 
chifloneo. 
 
 
 
 
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CANTIDAD DE AGUA NECESARIA PARA CHIFLONEO 
SUELO GASTO, L/S 
Arena fina 15 - 25 
Arena gruesa 25 - 40 
Grava arenosa 45 - 600 
 
 
 
 
 
c. Pilotes de área transversal pequeña: 
Se acostumbra clasificar como pilotes con poco desplazamiento a los de perfiles 
de acero por que la relación de su perímetro al área transversal es hasta 15 veces 
mayor que en pilotes de concreto, estos pilotes pueden ser de desplazamiento 
cuando por falta de control se forma un tapón de suelo cercano a la punta entre 
los patines, que avanza con el hincado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sin desplazamiento. 
a. Pilotes y pilas de concreto colado en el lugar: 
Los pilotes y pilas colados en el lugar se clasifican como elementos de 
cimentación sin desplazamiento por que para su fabricación se extrae un cierto 
volumen de suelo que después es ocupado por el concreto. 
 
 
 
 
 
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3.3.-TIPOS DE PILOTES COLADOS EN EL LUGAR 
 
PILOTES COLADOS EN EL LUGAR 
Existe una gran variedad de tipos de pilotes colados en el lugar en el cual van a 
cumplir el cometido de sustentar la superestructura, para que en esta existan 
buenas condiciones de servicio. Este tipo de pilotes se clasifican de acuerdo a los 
procedimientos que se empleen para su construcción, que comprenden la 
excavación de perforaciones ademadas o no ademadas que posteriormente se 
rellenan de concreto. 
Los pilotes con ademe se usan cuando la excavación tiende a cerrarse por el 
derrumbe de las paredes de la excavación previa a la construcción del pilote, los 
pilotes sin ademe se usan en caso contrario. Existe entre